1. 概述
地质形变分析仪是一种新型非接触式二维位移监测传感器，基于机器视觉技术，采用人工智能专用嵌入式系统平台、高性能图像传感器、专业级摄影镜头、内嵌行业先进的图像测量算法，本地解算、多种通信接口实时输出二维位移数据。具有测量精度高、自适应测量距离、测量范围大、一机多靶；体积小、集成度高、安装施工简便等特点。
图 1 视觉位移测量仪 图 2 靶标
图 3 测量原理示意图
靶标或特征点(布设在被测结构体关键部位)，通过数字图像位移传感器的长焦光学系统成像在图像传感器的光敏面上（将现实中的三维空间影像到虚拟的二维平面图像的数字化。把客观现实中的物点跟数字图像中像点一一对应），经过图像处理识别和高精度定位技术，确定像点的精确位置， 最后由物像关系确定目标点的空间位置。通过对不同时刻特征点的空间位置比较分析，确定特征点的二维位移变化情况，进而获得被测结构体相应位置的变形参数，工作原理如图 3 所示。
2. 功能及参数
2.1 功能及特点
基于机器视觉和高精度亚像素图像算法技术，相对于传统测量传感器，具有更高的精度，并可同时给出二维位移数据
非接触式测量：设备采用非接触式图像法，受环境温湿度影响小，通视情况下
可替代传统静力水准仪实现桥梁挠度和位移监测；
一机多靶，数据相关性高：，降低多点测量成本，给出同一时刻多点位移参数，
采样频率高：采用高速图像采集、处理、存储和发送的硬件模块和算法，具有较高的采样频率， 避免突发事件数据遗漏；
看门狗保障：支持软件看门狗和硬件看门狗，保证设备全天候不停机工作，保证野外复杂环境下实时长期监测；
专有技术，避免干扰：设备采用特殊不可见光波长靶标，有效避免可见光干扰、同时减少雨雾天气带来的干扰。
2.2 技术参数
| 测量点数 | 30 |
| 测量距离 | 5~500 米(不同焦距镜头) |
| 测量精度 |
≤50 米（≤±0.1mm）
≤100 米（≤± 0.2mm） |
| 测量方向 | 同时测量目标物的二维变形(竖向挠度和横向位移) |
| 测量频率 | 1~50HZ |
| 通讯协议 | TCP、UDP、modbus |
| 通信接口 | 4G、以太网、RS485 可选 |
| 电源电压 | DC9~26V |
| 功耗 | <10W |
| 工作温度 | -20℃~+70℃ |
| 其它 | 电加热功能（除雾）（可选） |
| 设备尺寸 | (L)200mm x (W)125mm x (H)75mm |
3. 安装
3.1 安装示意图
挠度作为变形的一种描述形式，可以评价桥梁质量及其运营状态，反映桥梁的刚度。桥梁的动挠度是桥梁刚度最为实时的反应，是桥梁在车辆载荷作用下最为真实的反应。在车辆载荷作用下，桥梁结构将产生比相同静载荷作用下更大的变形和应力，因而对桥梁动挠度进行监测有着重要的科研价值和实际意义。
图 4 桥梁安装示意图
数字图像位移传感器用于桥梁挠度测量具有监测精度高、测量范围大、多点挠度同步实时测量、体积小、可靠性高、安装施工简便，适合长期、在线自动化测量。挠度测量时靶标安装在待测点的位置，与被测目标刚性连接；数字图像传感器安装在相对静止稳定的位置(如桥墩)，传感器中图像传感器获取目标靶变化后，通过图像测量算法即可求出目标靶位置随时间变化参数，并经过分析计算得到目标的位移，进而获得被测目标的动态挠度变化，长期监测又可同时获得桥梁静态挠度变化，测点布置及监测数据如图 4 所示。
3.2 软件示图
图 5 软件调试：选择合适的区域
在软件中选择合适的区域，作为感兴趣区域，软件会计算出灯的位置，并在中心标注，用户可以作为参考。
图 6 动态显示几条曲线
在软件的动态显示界面，可以勾选多条曲线，显示在一段时间内的位置变化。
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